摘要：造纸术是我国的四大发明之一，随着造纸资源的短缺以及用纸需求量的增加，为保护绿水青山，将废纸进行二次利用是非常重要的。以废纸为原料，经过几道先进技术的处理将其变废为宝，即生成再生纸。本地区为塑料玩具主要产区，作为配套产业，再生纸制成的瓦楞纸广泛用于玩具的包装。在全球环保节能的倡导主题下，再生纸的使用是非常有意义的。但是在再生纸的生产过程中，会产生大量的废水，对再生纸废水进行有效的处理是非常重要的。本文对再生纸废水处理中的水解酸化结合活性污泥法进行了全面的探讨，以供参考。
关键词：再生纸；废水处理；水解酸化法；活性污泥法
一、中段废水水解酸化原理
（一）水解酸化基本原理
为了能够有效地理解水解酸化工艺，必须对厌氧发酵的全过程进行详细的分析。厌氧发酵生成甲烷的步骤是：水解、酸化、酸性衰退，最终产生甲烷[1]。
在进行水解的过程中，废水中的大分子物质被降解成小分子物质、固体物质被降解成可溶性物质。在酸化过程中，碳水化合物被降解成脂肪酸，主要是丙酸、丁酸与醋酸。产酸菌和水解菌是水解和酸化过程中最重要的微生物。在这两个过程中，微生物将胞外的自由酶或者是将连接在外胞壁上的固定酶释放出去，从而完成生物催化氧化反应。水解与酸化是不能够截然分开的，这主要是因为水解菌是一种水解能力较强的发酵菌[2]。水解的过程是一个耗能的过程，发酵细菌释放能量进行水解的主要目的是获取能够进行发酵的水溶性物质，同时，通过细胞内进行各种反应进而获取能源，并将代谢产物排出去。在水解酸化的过程中，产氢产乙酸菌与水解发酵细菌发挥着主要作用，水解阶段的主要特征就是进行生物催化氧化反应；酸化阶段是主要的发酵过程，微生物的新陈代谢产物主要是各种有机酸。水解和酸化这两个阶段是相互关联、相互统一的，不能够将其进行明确的区分。如果在生产再生纸的过程中生成具有溶解性和不溶解性有机物的废水时，对其进行处理工作，水解和酸化更是难以分开。水解酸化的过程能够有效的改变废水的可生化性，同时，还能够有效的去除COD物质。在第三阶段，即酸性衰退阶段，肺水肿溶解的含氮化合物以及有机酸被分解成少量的氢气、甲烷、氮气、二氧化碳和碳酸盐、氨、胺。在酸性衰退的过程中，产氨细菌活动较为频繁、活跃，从而提升废水中的氨态氮浓度，使pH值上升、氧化还原电位下降。废水溶液中的pH值发生变化，为甲烷细菌提供了较为适宜的生存环境。在酸性衰退这一阶段中，硫化氢、硫醇、粪臭素与吲哚是其副产物。最后一个阶段就是甲烷菌将废水中的有机酸有效的转化成甲烷气体。
水解酸化工艺就是在厌氧发酵全过程的基础上，将反应严格的控制在前两个阶段，有效的避免第三阶段和第四阶段的发生。
（二）水解酸化基本过程分析
对再生纸废水进行水解酸化工艺处理，其过程主要由以下几个阶段组成[3]：
第一，水解性发酵细菌将废水中的有机聚合物有效的分解成不同的有机单体；
第二，发酵细菌会对上述过程中生成的有机单体进行相关的作用，使其转化成CH3CH2OH、CH3CH2CH2COOH、CH3CH2COOH、CH3COOH、H2和 HCO3-；
第三，专性产氢产乙酸菌通过对还原性有机物发生作用，将其氧化成HCO3-、CH3COOH和H2；同型产乙酸菌将生成的HCO3-和H2转化成CH3COOH；
第四，硝酸盐还原菌（NRB）和硫酸盐还原菌（SRB）通过对还原性有机物发生作用，将其氧化成CH3COOH、HCO3-、NH3、H2S；
第五，NRB和SRB对HCO3-发生氧化作用。
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二、中段废水好氧活性污泥法的原理
（一）中段废水活性污泥法原理
采用活性污泥法法对再生纸废水进行处理，主要是通过悬浮在水中的多孔性胶体絮状污泥对其进行处理。活性污泥中具有种类繁多的细菌，能够达到50多种，活性污泥中也含有不同种类的原生动物。活性污泥净化再生纸废水的过程中，其净化作用可以分为两部分[4]：
第一，活性污泥的表面吸附作用，包括化学吸附、电吸附和简单的物理吸附，一般能够在10-15分钟之内完成对废水中溶解性有机物、有机胶体以及细小悬浮物的吸附工作；
第二，生物氧化作用，细菌将被吸附的物质吞噬到细胞内，将其氧化分解成氨、水和二氧化碳，排出体外；同时，繁殖更多的细菌本体，是活性污泥保持一定的吸附功能。
在曝气槽内还存在着多种原生动物，它们不但能够将再生纸废水中的有机物吃掉，还会吞噬各种细菌，目的是抑制活性污泥的快速生长，保持其一定的平衡稳定性。活性污泥发挥作用的过程如下[5]：首先，再生纸废水经过一级处理系统，将其中的砂石、部分纤维和硬渣等不同的悬浮物清除掉；其次，再生纸废水进入到活性污泥曝气池，通过通入大量的空气，保持废水中的溶氧量在1.0 mg/L左右，同时，将污泥浓度维持在6000-3000 mg/L之间，废水中的溶解性有机物在这个过程中被大量的降解；最后，混合着活性污泥的再生纸废水流入沉淀池，通过静置进行固液分离，上清液通过排除系统进行排放工作，下面沉积的污泥一部分流入污泥处理系统进行处理，一部分回流到曝气池中进行再次处理。
（二）中段废水活性污泥法过程
活性污泥法处理再生纸废水中的有机污染物，利用了生物化学反应、物理化学反应、物理反应和化学反应等。采用活性污泥法净化再生纸废水，一般包含以下几个不同的阶段[6]：
第一，初期吸附去除。在活性污泥处理系统中，再生纸废水流入后的5-10分钟内，废水中大量的用有机污染物就能够被清理掉，其BOD去除率非常高。这是因为该系统中的活性污泥具有非常强的吸附能力，通过生物吸附和物理吸附两种方式共同作用进行吸附工作。
第二，微生物的代谢。再生纸废水中的有机污染物被活性污泥吸附在表面，生存在活性污泥中的大量微生物在透膜酶的作用下将这些有机污染物摄入到细胞体内。一部分有机污染物通过细胞壁进入到细胞内后，在各种酶，如氧化酶、脱氢酶等的作用下，被氧化分解成水和二氧化碳等稳定的无机物质，在这个过程中，微生物获取一定的能量用于合成新的细胞物质。另外一部分进入到细胞体内的有机污染物被微生物用来合成新的细胞，及合成代谢。
第三，絮凝体的形成和凝聚沉淀。再生纸废水中的有机污染物经过微生物的降解之后，其中的一部分用于合成细菌物质，最终成为菌体，菌体数量增多，在特定的条件下就能够发生聚集，并从废水中凝聚沉淀，分离出来。
结束语
终上所述，水解酸化结合活性污泥法工艺对再生纸废水处理具有非常重要的作用，本文通过对水解酸化法和活性污泥法的原理与处理过程的详细分析，使我们在日常的工作中能够更加精准的对再生纸废水进行处理，从而能够有效地保护水资源，避免水资源被污染。
参考文献：
[1]吉世明，岳秀，唐嘉丽，等.水解酸化处理印染废水原水的小试研究[J].环境工程，2017，35（S）：24-27.
[2]黄钟霆，朱松梅，周振，等.造纸工业园区污水处理厂溶解性有机物迁移转化规律[J].环境工程学报，2017（3）.
[3]朱召军，张红川，张瑜倩.某造纸厂废水处理改造工程实例[J].山东化工，2018（1）：152-154.
[4]孙红娟.水解酸化-生物接触氧化法处理印染废水的改进[J].中国环保产业，2017（4）：58-60.
[5]郑安军，施昌平，肖磊，等.“预处理+水解酸化+活性污泥法”处理再生纸废水[J].环境工程，2013（S1）：32-33.
[6]余东.制浆造纸废水处理工艺设计[J].化学工程与装备，2014（6）.
论文作者:李佳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/16
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